UFRGS 2015 — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Em uma aula de Física, foram utilizadas duas esferas metálicas idênticas, X e Y: X está suspensa por um fio isolante na forma de um pêndulo e Y fixa sobre um suporte isolante, conforme representado na figura abaixo. As esferas encontram-se inicialmente afastadas, estando X positivamente carregada e Y eletricamente neutra.
[Figura: à esquerda, a esfera X pendurada por um fio; à direita, a esfera Y apoiada sobre uma haste vertical.]
Considere a descrição, abaixo, de dois procedimentos simples para demonstrar possíveis processos de eletrização e, em seguida, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas dos enunciados, na ordem em que aparecem.
I - A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Nesse caso, verifica-se experimentalmente que a esfera X é ........ pela esfera Y.
II - A esfera Y é aproximada de X, sem que elas se toquem. Enquanto mantida nessa posição, faz-se uma ligação da esfera Y com a terra, usando um fio condutor. Ainda nessa posição próxima de X, interrompe-se o contato de Y com a terra e, então, afasta-se novamente Y de X. Nesse caso, a esfera Y fica ........ .
(A) atraída – eletricamente neutra
(B) atraída – positivamente carregada
(C) atraída – negativamente carregada
(D) repelida – positivamente carregada
(E) repelida – negativamente carregada
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2015, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece quando uma esfera neutra se aproxima de uma carregada (I) e o resultado da eletrização por indução com ligação à terra (II).
Procedimento I — atraída. Y é metálica e neutra. Ao chegar perto de X (positiva), os elétrons livres de Y são puxados para o lado voltado para X, que fica negativo; o lado oposto fica positivo. É a polarização (indução). O lado negativo está mais perto de X do que o positivo, e a força elétrica diminui com a distância: a atração vence a repulsão. Por isso X é atraída por Y.
Procedimento II — negativa. Com Y polarizada e ligada à terra, a carga positiva de X atrai elétrons da terra para Y. Corta-se o fio ainda com X por perto: esses elétrons extras ficam presos em Y. Ao afastar Y, ela está negativamente carregada.
⚠️ A armadilha: no item II, achar que Y fica com o mesmo sinal de X (alternativa B), como na eletrização por contato. Na indução, o corpo induzido fica com sinal oposto ao do indutor. E no item I, pensar que um corpo neutro não interage (ou repele): um condutor neutro é sempre atraído por um corpo carregado.
A ideia em uma frase: corpo carregado atrai condutor neutro por polarização; e, na indução com terra, o induzido fica com carga de sinal oposto ao do indutor.
Resposta: alternativa C (atraída – negativamente carregada).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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